(57)【要約】【課題】  結合強力も十分であり、延伸工程での結合部分の糸切れもなく、糸条通過性よくポリエステルステープルを連続的に製造する。【解決手段】  熱可塑性ポリエステルを溶融紡糸して得た未延伸糸束を相互に重ね合わせ、その重ね合わせ部において高速流体により絡合接続して後、前記未延伸糸束を延伸することを特徴とするポリエステルステープルの製造方法であり、より好ましくは、さらに、絡合接続した後の未延伸糸束相互の引張り強度が２ｇ／ｄＴｅｘ以上５ｇ／ｄＴｅｘ以下の範囲となるよう絡合接続させることを特徴とするポリエステルステープルの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性ポリエステルを溶融紡糸して得た未延伸糸束を相互に重ね合わせ、その重ね合わせ部において高速流体により絡合接続して後、前記未延伸糸束を延伸することを特徴とするポリエステルステープルの製造方法。
【請求項２】
絡合接続した後の未延伸糸束相互の引張り強度が２ｇ／ｄＴｅｘ以上５ｇ／ｄＴｅｘ以下の範囲となるよう絡合接続させることを特徴とする請求項１記載のポリエステルステープルの製造方法。
【請求項３】
未延伸糸束が、単繊維繊度５ｄＴｅｘ／本以上３０ｄＴｅｘ／本以下の範囲、繊維本数７０００本以上２００，０００本以下の範囲であることを特徴とする請求項１または２記載のポリエステルステープルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエステルステープルの製造方法に関し、さらに詳しくは熱可塑性ポリエステルを溶融紡糸して得た未延伸糸束を各ロッドの前後端で接続し、ポリエステルステープルを連続的に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常行われているポリエステルステープルの工業的製造方法は、紡糸で得た未延伸糸を多数本集めて数千〜数万ｄＴｅｘの未延伸糸束となし、これを多数のローラー群で誘導しながらトウ缶内に振り落し収缶する工程と、次いで該サブトウを多数集めて数十万〜数百万ｄＴｅｘのトウとなし、該トウを多数の延伸ローラー群および熱処理装置を備えた延伸工程で延伸熱処理し、引き続いて機械捲縮を付与し、必要に応じて熱固定などを行った後、適当な長さに切断する工程の２ステップからなっている。紡糸速度は通常８００〜１０００（ｍ／分）、延伸速度は８０〜２５０（ｍ／分）である。
【０００３】
この溶融紡糸工程と延伸工程の２ステップを連続的に生産するためには、トウ缶内に振り落とした未延伸糸束の末端を、次ロッドとなるトウ缶内の未延伸糸束の先端と接続する必要がある。
【０００４】
この未延伸糸束の両端部の接続は、該両端部を互いに結び合わせて接続するのが一般的であるが、結び合わせることによって形成された結び目は、延伸工程での糸条通過性を大きく低下させてしまい、ローラー巻き付きなどのトラブルの原因になることが知られている。よって場合によっては、結び目を通過させる際に設備の一部を一旦停止して、手作業にて結び目を後工程まで持ち運んだ後に再運転を行う必要も出てくる。
【０００５】
その他の接続方法としては、特許文献１に記載の接合部に耐炎性化合物を付与する方法、特許文献２に記載の前駆体繊維束の両端部を予め熱処理し、特殊な結び方で接続する方法が提案されている。しかし、これらいずれの方法においても、結び目の大きさや形状等が不揃いのため、糸条通過性の低下を一層助長させるという問題がある。
【０００６】
また、高速流体で繊維をからませて、いわゆる絡合をさせて繊維束同士を接続する手段は種々提案（例えば特許文献３）されているが、いずれも以後の延伸工程時において結合強力（引張り強度）不足による絡合部分の糸切れ、または結合が強すぎで膠着してしまい絡合部分の応力集中破断が発生するという問題が生じ、事実上使用できなかった。
【特許文献１】特開昭５４−５０６２４号公報
【特許文献２】特開昭５６−３７３１５号公報
【特許文献３】特公平１−１２８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は上記問題点のない連続的なポリエステルステープルの製造方法を提供することである。
すなわち、本発明の目的はポリエステルステープルを製造する際の溶融紡糸工程と延伸工程の２ステップを連続的に生産することができ、未延伸糸束相互の接続部分においても接合部分の引張り強度が充分で、また形状が一定のため糸条の通過性にも優れ、延伸時のローラー巻き付きないし糸切れを可及的に減少せしめ、作業性、操業性ならびに生産性に有利なポリエステルステープルの連続的製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために次の構成を有する。
【０００９】
すなわち、本発明は、熱可塑性ポリエステルを溶融紡糸して得た未延伸糸束を相互に重ね合わせ、その重ね合わせ部において高速流体により絡合接続して後、前記未延伸糸束を延伸することを特徴とするポリエステルステープルの製造方法であ流。さらに好ましくは、本発明は、熱可塑性ポリエステルを溶融紡糸して得た未延伸糸束を相互に重ね合わせ、その重ね合わせ部において、引張り強度が１．５ｇ／ｄＴｅｘ以上６ｇ／ｄＴｅｘ以下、より好ましくは２ｇ／ｄＴｅｘ以上５ｇ／ｄＴｅｘ以下の範囲となるよう高速流体により絡合接続して後、前記未延伸糸束を連続的に延伸することを特徴とするポリエステルステープルの製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、結合強力も十分であり、延伸工程での結合部分の糸切れもなく、糸条通過性よくポリエステルステープルを連続的に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明に使用する熱可塑性ポリエステルとしては、特に限定されないが、好ましくはポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、第３成分を共重合させたポリエステルなどを用いる。
【００１２】
本発明に用いられる未延伸糸とは熱可塑性ポリエステルを１つの口金から溶融紡糸し束ねた糸の集まりであり、口金のホール数および目標繊度にもよるが１．５ｋＴｅｘ以下のものである。なお、これら未延伸糸を２つ以上束ねたものを未延伸糸束と定義し、未延伸糸を合糸して缶で収納した未延伸糸束をサブトウと定義する。
【００１３】
溶融紡糸は通常の方法で行うことができ、例えば、紡糸温度は通常の繊維化するポリエステルポリマーの融解温度＋１０〜５０℃で、所定量のポリマーを口金孔より吐出させ、糸条を５００〜３０００ｍ／分の範囲で引き取る方法で行う。口金は通常の溶融紡糸に使用するもの、例えば直径０．１〜０．８ｍｍで孔深さ０．２〜３．２ｍｍのものが用いられる。
【００１４】
未延伸糸束の単繊維繊度および繊維本数としては、後述する高速流体処理による絡合が可能なものであれば良いが、低い繊度は切断しやすく高い繊度は絡合しにくいことから、単繊維繊度は５ｄＴｅｘ／本以上３０ｄＴｅｘ／本以下の範囲内のものが好ましい。繊維本数は好ましくは少なくとも５０００本、より好ましくは７０００本以上２０００，０００本以下の範囲のものが用いられる。
【００１５】
本発明の特徴は未延伸糸束を相互に重ね合わせ、この重ね合わせ部に高速流体処理を施すことによって該重ね合わせ部の糸条を一体的に絡合接続せしめることにより、その接合部分の引張り強度を、好ましくは１．５ｇ／ｄＴｅｘ以上６ｇ／ｄＴｅｘ以下、より好ましくは２ｇ／ｄＴｅｘ以上５ｇ／ｄＴｅｘ以下に保持することにある。
【００１６】
すなわち、本発明において未延伸糸束同士を接続して、延伸工程を通過する際、未延伸糸束に延伸倍率２００％以上４００％以下の引張り荷重が負荷されるので、もし引張り強度が１．５ｇ／ｄＴｅｘ未満では接合部分の強力不足による糸切れが発生する場合がある。また、逆に強すぎると延伸しきれず接合部分に応力集中が負荷されるので、もし引張り強度が６ｇ／ｄＴｅｘを越えると接合部分の応力集中による破断が発生する場合がある。
【００１７】
本発明における引張り強度とは、絡合処理部の中心から１５０ｍｍ外側の点を把持し、常温で１０ｃｍ／ｍｉｎの速度で引っ張った場合の最大応力値を結合部を形成する糸条の平均ｄＴｅｘ値で除して、２０サンプル以上の最小値で表したものである。
【００１８】
ここで本発明に用いる絡合処理によって接続された未延伸糸束と未延伸糸束との絡合部を図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１９】
図１は高速流体としてエアを用いて絡合接続した未延伸糸束の絡合部の一実施態様の概略平面図であり、比較的高いエア圧力で２ヶ所絡合を施した例である。一般的なエア処理装置で絡合処理を行った場合、通常単繊維間の強い交絡が２ヶ所１、１’生じ、該交絡部１、１’に挟まれた糸条中間部２は混繊（マイグレーション）は生じるものの、極めて弱い絡合状態を呈するものであり、交絡部１、１’が実質的に強度に寄与する。本発明において絡合部はこの交絡部１、１’とその中間部２から構成される。なお、図１においてＬは接合部の長さ、Ｌ’は絡合部と絡合部の間隔を示す。
【００２０】
本発明における未延伸束を対象とした流体による絡合で特に注意すべきことは、以後の延伸工程の延伸引張り荷重を考慮した充分な引張り強度を有すること、また糸条通過性を考慮して接続部の形態をできるだけ単一糸条の形態に近くすることである。
【００２１】
本発明の高速流体処理に用いる流体は、エア、水、蒸気等が適用可能であるが、作業性、経済性の点でエアを使用することが好ましい。また、絡合部の延伸工程での糸条通過性をさらに良くするために、品質、操業性に悪影響しないようであれば、結合部を水で濡らしたり、工程油剤などを適宜付与しても良い。
【００２２】
糸条の接続手段には、接続すべき２糸条を相互に引き揃え重ね合わせた後、例えば高速流体噴出ノズルを用いて重ね合わせ部の繊維を絡合させる方法が採用される。このような流体噴出ノズルの一実施態様を図２、図３に示す。図２は流体噴出ノズルの一実施態様の概略斜視図、図３は流体噴出ノズルの一実施態様の概略断面図である。
【００２３】
接続すべき未延伸糸束３、３’は処理空間５においてエア噴出口６から高速気流を噴出させることによって絡合接続させる。処理空間５は糸条の毛羽を生じさせないような滑らかな内面を有するもので、通常は方形状のものが用いられるが、方形状に限られるものではない。エア噴出口６の形状は加工性のしやすさから円形断面が好ましいが、その他の形状、たとえばスリット状のような形でもよい。また、エア噴出方向は糸条に対して直角方向でなくてもよく、たとえば２種の噴出口から対照的に糸条軸に対して角度を持たせることも出来る。
【００２４】
エア噴出口６のサイズと数は、単繊維繊度、繊維本数、噴出口の形状などによって適正値は異なるが、噴出口のサイズが小さければ、前記重ね合わせ部における単繊維レベルの絡合が完全には出来ないので、円形断面の場合少なくとも口径１．０ｍｍ以上、好ましくは１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の噴出口のサイズを有するノズルを用いる。噴出口の数も同様の理由から、少なくとも３個以上、好ましくは７個以上１５個以下の噴出口の数を有するノズルを用いる。
【００２５】
次にエアノズルへ接続するエア圧は、単繊維繊度、繊維本数、油剤などの付着状態、噴出口の形状、サイズと数などによって適正値は異なるものであるが、ノズルへの入口部において通常、少なくともゲージ圧０．５ｋｇ／ｃｍ２以上、好ましくは０．８ｋｇ／ｃｍ２以上３．０ｋｇ／ｃｍ２以下の圧力で噴射するのがよい。エア圧力が低すぎる場合は交絡部の引張り強度が小さく、以後の延伸工程にて引張り荷重をかけた際に糸切れを起こす。また高すぎる場合は単糸切れを起こしたり、引張り強度が大きすぎて延伸工程で接合部分の応力集中による破断が発生し易い。
【００２６】
高速流体処理に使用される流体は、特に限定されないが、通常は空気が用いられる。
【００２７】
前記、重ね合わせ部を高速流体処理により絡合する際の未延伸糸束に付与される張力は概ねゼロに近づければよく、たるませたり、自重で懸垂させる程度でよい。未延伸束に１ｇ／ｄＴｅｘを越える張力を付与した場合には絡合が不十分となることがある。
【００２８】
高速流体による絡合時に未延伸糸束が自由に動ける長さ（フリーレングス）は短すぎると絡合効果は少なく、長すぎる未延伸糸束が踊り、糸切れや毛羽を誘発させることがある。このため、フリーレングスは使用する高速流体の種類、単繊維繊度、繊維本数、油剤などの付着状態、噴出口の形状、サイズと数などにより、適宜な条件を選択すれば良い。
【００２９】
重ね合わせ部において、該重ね合わせ部の幅方向にわたって適切に単繊維レベルで絡合していれば、重ね合わせ部の長手方向にわたってかかる絡合部は１ヶ所でも良いが、絡合の程度にムラがある場合もあるので、１つの重ね合わせ部において好ましくは２ヶ所以上、より好ましくは３〜４ヶ所の絡合部を形成することにより、より安定して未延伸糸束同士を接続できる。５ヶ所以上絡合しても絡合接続の効果は維持できるが、作業時間が長くなる問題がある。また、絡合部を２ヶ所以上形成させる場合には、絡合部間の間隔は２ｃｍ以上３０ｃｍ以下とするのが好ましい。かかる間隔が２ｃｍ未満では絡合部分が干渉しあい、毛羽を多発させることがあるし、３０ｃｍを越えると、作業性が悪くなる問題がある。
【００３０】
また、絡合処理を行う未延伸糸束の水分率は０．５重量％以上６．０重量％以下がよく、この水分率が低すぎても高すぎても、絡合不良となり所望する引張り強度が得られない。
【００３１】
かくして得られた高速流体により接合接続されたポリエステルステープルの未延伸糸束は延伸に供せられる。延伸に供される前に、ポリエステルステープルの未延伸糸束は箱詰めにしてもよい。未延伸糸束は、接合された状態であるので、箱詰めを経て連続的に延伸工程に供給することができる。すなわち箱詰めの糸同士が接合されていることとなり、紡糸工程から、延伸工程まで一貫して接合された連続的な糸として連続処理を行うことができる。
【００３２】
延伸以降のポリエステルステープルの製造方法は常法により行うことができる。例えば、紡糸で得られた未延伸糸束を温水浴中、もしくは熱板上にて適正倍率にて延伸後、必要に応じてスタッフィングボックス型クリンパーにて捲縮を付与し、所定の温度にて弛緩熱処理を施し、次いで油剤を付与後、所定の長さにて切断する方法で行う。
【００３３】
本発明のポリエステルステープルの製造方法は、溶融紡糸工程と延伸工程とが連続していないポリエステルステープル製造工程において、その効果を発揮する。すなわち、熱可塑性ポリエステルを溶融紡糸して得た未延伸糸束を各ロッドの前後端で接続し、連続的に延伸工程にて延伸熱処理し、機械捲縮を付与した後、適当な長さに切断される場合に好適に用いられる。
【００３４】
以下、実施例を挙げて、本発明の内容をより具体的に説明する。
【実施例】
【００３５】
実施例１
単繊維繊度１０ｄＴｅｘ／本、繊維本数１００００本、水分率５．０重量％の未延伸糸束を図２、図３に示すエア絡合装置を用い、表１に示すように、エア圧力、絡合時間、絡合点数、絡合ピッチを変更した絡合状態の異なる種々のサンプルを作成した。これらのサンプルについて引張り試験機を用いて引張り強度を測定し、また同条件で作成した別の絡合接続糸について、延伸倍率３００％、延伸速度１５０ｍ／ｍｉｎ、加熱温度８０℃の延伸工程における糸条通過率を測定した。なお、ここでいう糸条通過率とは上記延伸工程に糸条接合部を導入、延伸熱処理した場合に切断することなしに通過した接合部の数の百分率をもって表したものである。結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
2006283230.tif 000002
【００３７】
実施例２
単繊維繊度２０ｄＴｅｘ／本、繊維本数７５００本、水分率５．０重量％の未延伸糸束を実施例１と同様に図２、図３に示すタイプのエア絡合装置を用い、表２に示すように、エア圧力、絡合時間、絡合点数、絡合ピッチを変更した絡合状態の異なる種々のサンプルを作成した。これらのサンプルについて引張り試験機を用いて引張り強度を測定し、また同条件で作成した別の絡合接続糸について、延伸倍率３００％、延伸速度１５０ｍ／ｍｉｎ、加熱温度８０℃の延伸工程における糸条通過率を測定した。結果を表２に示す。
【００３８】
【表２】
2006283230.tif 000003
【００３９】
実施例３
単繊維繊度５ｄＴｅｘ／本、繊維本数１５０００本、水分率５．０重量％の未延伸糸束を実施例１と同様に図２、図３に示すタイプのエア絡合装置を用い、表３に示すように、エア圧力、絡合時間、絡合点数、絡合ピッチを変更した絡合状態の異なる種々のサンプルを作成した。
【００４０】
これらのサンプルについて引張り試験機を用いて引張り強度を測定し、また同条件で作成した別の絡合接続糸について、延伸倍率３５０％、延伸速度１５０ｍ／ｍｉｎ、加熱温度８０℃の延伸工程における糸条通過率を測定した。
なお、ここでいう糸条通過率とは上記延伸工程に糸条接合部を導入、延伸熱処理した場合に切断することなしに通過した接合部の数の百分率をもって表したものである。
結果を表３に示す。
【００４１】
【表３】
2006283230.tif 000004
【００４２】
本発明により、連続的なポリエステルステープルの製造が可能となり、かかる工程を一旦止めることなく、また、手作業による結び目のため、大きさや形状の不揃いのために糸条通過性を落とすことなく、連続生産が可能となり、収率も大幅に改善される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】高速流体としてエアを用いて絡合接続した未延伸糸束の絡合部の一実施態様の概略平面図
【図２】流体噴出ノズルの一実施態様の概略斜視図、
【図３】流体噴出ノズルの一実施態様の概略概略断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１，１’：交絡部
２：糸条中間部
３：未延伸糸束
４：絡合処理装置本体
５：絡合処理空間
６：エア噴出口
Ｌ：絡合部長さ
Ｌ’：絡合部と絡合部の間隔
【図１】
2006283230.tif 000005
【図２】
2006283230.tif 000006
【図３】
2006283230.tif 000007